(57)【要約】  本発明の実施形態は、化学機械研磨に使用するための多孔質ポリウレタン研磨パッドおよびそのような多孔質ポリウレタン研磨パッドを製造するための方法に関するものである。気相発泡剤として熱的に膨張したマイクロカプセルおよび不活性ガスを使用することによって、上記多孔質ポリウレタン研磨パッドにおける孔サイズおよび孔分布を制御することが可能となり、それによって、上記多孔質ポリウレタン研磨パッドの研磨性能を調整することができるのである。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタン樹脂および該ポリウレタン樹脂中に分布された孔を含み、
孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが１８〜２８μｍまたは５０〜６５μｍである、多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項２】
孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが１８〜２８μｍであり、
最大ピークの孔サイズよりも２０μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、１０〜３０％である、請求項１記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項３】
孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、
最大ピークの孔サイズが、平均孔サイズより小さく、
該平均孔サイズが、２４〜３６μｍであり、
最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、１３〜３０％である、請求項２記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項４】
最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、１４〜２０％である、請求項３記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項５】
孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが平均孔サイズより１〜１０μｍ小さい、請求項２記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項６】
前記孔が、気相発泡剤によって形成された孔を含み、
気相発泡剤によって形成された該孔が、最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上大きい孔サイズを有する孔を含む、請求項２記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項７】
孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが５０〜６５μｍであり、最大ピークの孔サイズより小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、最大ピークの孔サイズより５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計より大きく、
最大ピークの孔サイズより小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計と、最大ピークの孔サイズより５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計との差が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、５０〜９５％である、請求項１記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項８】
孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、
最大ピークの孔サイズが、平均孔サイズより大きく、
該平均孔サイズが、３５〜５５μｍであり、
最大ピークの孔サイズより小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、７０〜９０％である、請求項７記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項９】
孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、最大ピークの孔サイズより５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計より大きく、
最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、３０〜５０％である、請求項７記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項１０】
孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが平均孔サイズより１０〜６０μｍ大きい、請求項７記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項１１】
前記孔が、固相発泡剤によって形成された孔を含み、
固相発泡剤によって形成された該孔が、最大ピークの孔サイズより小さい孔サイズを有する孔を含む、請求項７記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項１２】
タングステンの研磨速度が１である場合、０．６〜０．９９の酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）の研磨速度を有する、請求項１記載の多孔質ポリウレタン研磨パッド。
【請求項１３】
ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤、反応速度制御剤、およびシリコーン系界面活性剤を混合して、孔を形成しながら混合物を成形する際に、不活性ガスを吹き込む工程を含み、
該ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、１〜３重量部の配合量で、該固相発泡剤を使用し、
孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが１８〜２８μｍまたは５０〜６５μｍである、多孔質ポリウレタン研磨パッドを製造する方法。
【請求項１４】
孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが１８〜２８μｍであり、
最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、１０〜３０％である、請求項１３記載の多孔質ポリウレタン研磨パッドを製造する方法。
【請求項１５】
孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが５０〜６５μｍであり、最大ピークの孔サイズより小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、最大ピークの孔サイズより５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計より大きく、
最大ピークの孔サイズより小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計と、最大ピークの孔サイズより５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計との差が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、５０〜９５％である、請求項１３記載の多孔質ポリウレタン研磨パッドを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、化学機械研磨に使用される多孔質ポリウレタン研磨パッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の製造方法における化学機械研磨（ＣＭＰ）法は、ウェハをヘッドに固定し、プラテン上に取り付けた研磨パッドの表面と接触させ、次いで上記プラテンおよびヘッドを相対的に移動させて、それによってウェハ表面上の凹凸を機械的に平坦化しながら、上記ウェハをその上に供給されたスラリで化学的に処理する工程を示す。
【０００３】
研磨パッドは、このようなＣＭＰ法において重要な役割を果たす必須部材である。一般に、研磨パッドは、ポリウレタン系樹脂から構成され、その表面上にスラリの大流量のための溝および微小流量を支持するための孔を有する。研磨パッドにおける孔は、空隙を有する固相発泡剤、揮発性液体を有する液相発泡剤、不活性ガス、繊維などを使用することにより、或いは化学反応によるガスを発生することによって形成してもよい。
【０００４】
不活性ガスまたは揮発性液相発泡剤を使用することによる孔形成技術は、上記ＣＭＰ法に悪影響を与える可能性のある如何なる材料も排出しないという優位性を有する。しかしながら、制御の難しい気相を取り扱うことが避けられないので、上記孔サイズおよび上記パッドの密度を正確に制御することは困難である。５０μｍ以下の均一な孔を製造することは特に困難である。更に、研磨パッドのポリウレタンマトリックスの組成を変更せずに、孔サイズおよび上記パッドの密度を制御することが非常に困難であるという問題がある。
【０００５】
固相発泡剤として、熱膨張によってサイズを調節されたマイクロカプセルが使用される。既に膨張したマイクロバルーン構造体中の熱膨張したマイクロカプセルは均一な粒子径を有するので、孔サイズを均一に制御することができる。しかしながら、熱膨張したマイクロカプセルは、１００℃以上の高温の反応条件下でマイクロカプセルの形状が変化するので、孔を制御するのが困難であるという欠点を有する。従って、微小孔を従来の方法のように単一の発泡剤を使用することによって提供する場合に設計されるように、上記孔を上記径および分布を有する形態に形成してもよいが、上記孔を設計する自由度は低くなり、孔分布を制御するには限界がある。
【０００６】
特許文献１には、不活性ガスおよび孔誘発ポリマー（ｐｏｒｅ‐ｉｎｄｕｃｉｎｇ  ｐｏｌｙｍｅｒ）を用いることによる低密度研磨パッドの製造方法が開示されている。しかしながら、上記特許文献には、孔サイズおよび孔分布、並びに研磨パッドの研磨速度は開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国公開特許第２０１６‐００２７０７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態の目的は、発泡剤、界面活性剤および反応速度制御剤を適切に使用して製造され、かつその径および分布を制御した孔を有する多孔質ポリウレタン研磨パッド、並びにその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明の実施形態により、ポリウレタン樹脂および上記ポリウレタン樹脂中に分布された孔を含み、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが１８〜２８μｍまたは５０〜６５μｍである、多孔質ポリウレタン研磨パッドを提供する。
【００１０】
本発明の別の実施形態により、ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤、反応速度制御剤、およびシリコーン系界面活性剤を混合して、孔を形成しながら混合物を成形する際に、不活性ガスを吹き込む工程を含み、
該ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、１〜３重量部の配合量で、該固相発泡剤を使用し、
孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが１８〜２８μｍまたは５０〜６５μｍである、多孔質ポリウレタン研磨パッドを製造する方法を提供する。
【００１１】
本発明の具体的な実施態様では、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが１８〜２８μｍであり、
最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、１０〜３０％である。
【００１２】
本発明の別の具体的な実施態様では、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが５０〜６５μｍであり、最大ピークの孔サイズより小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、最大ピークの孔サイズより５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計より大きく、
最大ピークの孔サイズより小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計と、最大ピークの孔サイズより５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計との差が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、５０〜９５％である。
【発明の効果】
【００１３】
上記実施態様によれば、発泡剤、界面活性剤および反応速度制御剤を適切に使用することによって、多孔質ポリウレタン研磨パッドにおける孔サイズおよび孔分布を制御することができ、それによって、その研磨性能（即ち、研磨速度）を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１ａ】、
【図２ａ】および
【図３ａ】それぞれ実施例１〜３において製造された多孔質ポリウレタン研磨パッドにおける孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図を示す（Ａ：最大ピーク）。
【図１ｂ】、
【図２ｂ】および
【図３ｂ】それぞれ実施例１〜３において製造された多孔質ポリウレタン研磨パッドの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態を参照して、本発明を詳細に説明する。
【００１６】
（多孔質ポリウレタン研磨パッド）
本発明の実施態様による多孔質ポリウレタン研磨パッドは、ポリウレタン樹脂および上記ポリウレタン樹脂中に分布された孔を含み、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが１８〜２８μｍの範囲内または５０〜６５μｍの範囲内である。
【００１７】
原材料
上記多孔質ポリウレタン研磨パッドは、ポリウレタン樹脂から構成され、上記ポリウレタン樹脂はイソシアネート末端基を有するウレタン系プレポリマーから誘導されてもよい。そのような場合、上記ポリウレタン樹脂は上記プレポリマーを構成するモノマー単位を含む。
【００１８】
プレポリマーは、上記製造方法において最終的に製造される成形物を都合よく成形するように、重合度を中間レベルに調節する比較的低い分子量を有するポリマーと一般的に呼ばれる。プレポリマーはそれ自体によって、または別の重合性化合物との反応後に成形されてもよい。例えば、プレポリマーは、イソシアネート化合物をポリオールと反応させることによって作製してもよい。
【００１９】
例えば、ウレタン系プレポリマーの作製に用いられてもよい上記イソシアネート化合物は、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）、ナフタレン‐１，５‐ジイソシアネート、ｐ‐フェニレンジイソシアネート、トリジンジイソシアネート、４，４’‐ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、およびイソホロンジイソシアネートから成る群から選択される少なくとも１つのイソシアネートであってもよい。
【００２０】
例えば、ウレタン系プレポリマーの作製に用いられてもよい上記ポリオールは、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリカーボネートポリオール、およびポリアクリルポリオールから成る群から選択される少なくとも１つのポリオールであってもよい。上記ポリオールは、３００〜３，０００ｇ／モルの重量平均分子量（Ｍｗ）を有してもよい。
【００２１】
上記ポリウレタン樹脂は、５００〜３，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有してもよい。特に、上記ポリウレタン樹脂は、６００〜２，０００ｇ／モルまたは７００〜１，５００ｇ／モルの重量平均分子量（Ｍｗ）を有してもよい。
【００２２】
孔
孔は、ポリウレタン樹脂中に分散したように存在する。具体的には、気泡は、固相発泡剤として用いられる熱膨張したマイクロカプセルから誘導されても、または不活性ガスから形成されてもよい。
【００２３】
図１ａを参照すると、特定の実施形態による多孔質ポリウレタン研磨パッドにおける孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズは１８〜２８μｍの範囲内であり、最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、１０〜３０％である。
【００２４】
具体的には、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが平均孔サイズよりも小さく、平均孔サイズが２４μｍ〜３６μｍであり、最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、１０〜３０％であってもよい。具体的には、最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、１４％〜２０％であってもよい。
【００２５】
また、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズは、平均孔サイズより１μｍ〜１０μｍまたは１μｍ〜５μｍ小さくてもよい。
【００２６】
上記孔は、固相発泡剤によって形成された孔を含んでもよい。
【００２７】
更に、上記孔は、気相発泡剤によって形成された孔を含んでもよい。このような場合、気相発泡剤によって形成される孔は、最大ピークの孔サイズよりも２０μｍ以上大きい孔サイズを有する孔を含んでいてもよい。
【００２８】
図２ａを参照すると、別の特定の実施形態による多孔質ポリウレタン研磨パッドにおける孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが５０〜６５μｍであり、最大ピークの孔サイズより小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、最大ピークの孔サイズより５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計より大きく、最大ピークの孔サイズより小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計と、最大ピークの孔サイズより５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計との差が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、５０〜９５％である。
【００２９】
具体的には、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが平均孔サイズより大きく、上記平均孔サイズが３５〜５５μｍであり、最大ピークの孔サイズより小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、７０〜９０％であってもよい。より具体的には、最大ピークの孔サイズよりも小さい孔の断面積の合計は、全孔の断面積の合計の１００％に基づいて、７５％〜８５％であってもよい。
【００３０】
また、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、最大ピークの孔サイズより５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計より大きくてもよい。また、最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、３０〜５０％、特に３５〜４５％であってもよい。また、最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計と、最大ピークの孔サイズより５μｍ大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計との差が、１５％〜４５％、２０％〜４０％、または２５％〜３５％であってもよい。
【００３１】
また、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが平均孔サイズより１０〜６０μｍ大きくてもよい。
【００３２】
上記孔は、固相発泡剤によって形成された孔を含んでもよい。そのような場合、固相発泡剤によって形成される孔は、最大ピークの孔サイズより小さい孔サイズを有する孔を含んでもよい。また、固相発泡剤により形成された孔は、最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上小さい孔サイズを有する孔を含んでもよい。
【００３３】
更に、上記孔は、気相発泡剤によって形成された孔を含んでもよい。このような場合、気相発泡剤によって形成される孔は、最大ピークの孔サイズよりも５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔を含んでもよい。
【００３４】
ここで、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図は、Ｘ軸に研磨パッドの断面上に観察される種々の孔の孔サイズ（μｍ）を示し、Ｙ軸に全孔の断面積の合計１００％に基づいて、孔サイズに対する孔の断面積の合計（％）を示すグラフ図を表す。例えば、研磨パッドの断面上に観察される全孔の断面積の合計が１００％である時に、約２４μｍの孔サイズを有する孔の断面積の合計が３％である場合、Ｘ軸に２４μｍ、Ｙ軸に３％として表される（図１ａ参照）。
【００３５】
加えて、最大ピークの孔サイズは、その断面積の合計の最も高い比を有する孔サイズとして定義することができる。例えば、最大ピーク（Ａ）の孔サイズは、図１ａの孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において５９μｍであり、研磨パッドの断面上に存在している様々な孔の内、その孔サイズが５９μｍである孔の断面積の合計の比が最も高いことを意味する。
【００３６】
更に、上記平均孔サイズは、面積加重平均孔サイズと呼ばれる。例えば、以下の式１で定義することができる。
【００３７】
［式１］
平均孔サイズ（μｍ）＝（Σ孔サイズ（μｍ）×上記孔サイズ（％）を有する孔の断面積の合計の比）／１００％
上記孔の体積は、研磨パッドの研磨性能において重要である。従って、平均孔サイズ、最大ピークの孔サイズおよび各孔特性は、研磨パッドの断面における孔の断面積に基づいて調整されなければならない。
【００３８】
多孔質ポリウレタン研磨パッドは、研磨パッドの合計断面積１００％に基づいて、３０％〜７０％、または３０％〜６０％の面積比で孔を含んでもよい。
【００３９】
添加剤
上記多孔質ポリウレタン研磨パッドは、３級アミン系化合物および有機金属化合物からなる群から選択される少なくとも１つの反応速度調節剤；並びにシリコーン系界面活性剤を更に含んでもよい。
【００４０】
反応速度制御剤は、反応促進剤であっても、または反応抑制剤であってもよい。具体的には、反応速度制御剤は反応促進剤であってもよい。例えば、反応速度調節剤は、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）、ジメチルエタノールアミン（ＤＭＥＡ）、テトラメチルブタンジアミン（ＴＭＢＤＡ）、２‐メチル‐トリエチレンジアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン（ＤＭＣＨＡ）トリエチルアミン（ＴＥＡ）、トリイソプロパノールアミン（ＴＩＰＡ）、１，４‐ジアザビシクロ（２，２，２）オクタン、ビス（２‐メチルアミノエチル）エーテル、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”‐ペンタメチルジエチレントリアミン、ジメチルアミノエチルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ベンジルジメチルアミン、Ｎ‐エチルモルホリン、Ｎ、Ｎ‐ジメチルアミノエチルモルホリン、Ｎ、Ｎ‐ジメチルシクロヘキシルアミン、２‐メチル‐２‐アザノルボルナン、ジブチル錫ジラウレート、第一錫オクトアート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジアセテート、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫ジ‐２‐エチルヘキサノエート、およびジブチル錫ジメルカプチドからなる群から選択される少なくとも１つを含んでもよい。具体的には、上記反応速度制御剤は、ベンジルジメチルアミン、Ｎ，Ｎ‐ジメチルシクロヘキシルアミン、およびトリエチルアミンからなる群から選択される少なくとも１つを含んでもよい。
【００４１】
シリコーン系界面活性剤は、形成される孔が互いに重なり合い、および合体するのを防止するように作用することができる。界面活性剤の種類は、研磨パッドの製造に一般的に用いられているものであれば特に限定されない。
【００４２】
研磨パッドの物理的特性
多孔質ポリウレタン研磨パッドは、１ｍｍ〜５ｍｍの厚さを有してもよい。具体的には、多孔質ポリウレタン研磨パッドの厚さは、１ｍｍ〜３ｍｍ、１ｍｍ〜２．５ｍｍ、１．５ｍｍ〜５ｍｍ、１．５ｍｍ〜３ｍｍ、１．５ｍｍ〜２．５ｍｍ、１．８ｍｍ〜５ｍｍ、１．８ｍｍ〜３ｍｍ、または１．８ｍｍ〜２．５ｍｍであってもよい。研磨パッドの厚さが上記範囲内であれば、研磨パッドとしての基本的な物理的特性を十分に発揮させることができる。
【００４３】
多孔質ポリウレタン研磨パッドは、その表面に機械的研磨のための溝を有していてもよい。上記溝は、機械的研磨に必要な深さ、幅、間隔を有していてもよいが、それらは特に限定されない。
【００４４】
多孔質ポリウレタン研磨パッドの密度および物理的特性は、イソシアネートとポリオールとの反応によって重合されたウレタン系プレポリマーの分子構造によって制御することができる。具体的には、多孔質ポリウレタン研磨パッドは、３０ショアＤ〜８０ショアＤの硬度を有してもよい。より具体的には、多孔質ポリウレタン研磨パッドは、４０ショアＤ〜７０ショアＤの硬度を有してもよい。
【００４５】
多孔質ポリウレタン研磨パッドは、０．６ｇ／ｃｍ３〜０．９ｇ／ｃｍ３の比重を有してもよい。具体的には、多孔質ポリウレタン研磨パッドは、０．７ｇ／ｃｍ３〜０．８５ｇ／ｃｍ３の比重を有してもよい。
【００４６】
多孔質ポリウレタン研磨パッドは、１０ｋｇｆ／ｃｍ２〜１００ｋｇｆ／ｃｍ２の引張強さを有してもよい。具体的には、上記多孔質ポリウレタン研磨パッドは、１０ｋｇｆ／ｃｍ２〜７０ｋｇｆ／ｃｍ２、１０ｋｇｆ／ｃｍ２〜５０ｋｇｆ／ｃｍ２、１０ｋｇｆ／ｃｍ２〜４０ｋｇｆ／ｃｍ２、または１５ｋｇｆ／ｃｍ２〜４０ｋｇｆ／ｃｍ２の引張強さを有してもよい。
【００４７】
具体的には、多孔質ポリウレタン研磨パッドは、３０％〜３００％の伸びを有してもよい。より具体的には、多孔質ポリウレタン研磨パッドは、５０％〜２００％または１００％〜１８０％の伸びを有してもよい。
【００４８】
多孔質ポリウレタン研磨パッドは、タングステンの研磨速度が１である時に、０．６〜０．９９、または０．７〜０．９９の範囲の、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）の研磨速度を有してもよい。具体的には、多孔質ポリウレタン研磨パッドは、タングステンの研磨速度が１である時に、０．７〜０．９、または０．７５〜０．８の範囲の、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）の研磨速度を有してもよい。
【００４９】
例えば、多孔質ポリウレタン研磨パッドは、５００Å／分〜１，５００Å／分、７００Å／分〜１，３００Å／分、７００Å／分〜１０００Å／分、６００Å／分〜１，０００Å／分、または６００Å／分〜８００Å／分の酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）の研磨速度を有してもよい。
【００５０】
（多孔質ポリウレタン研磨パッドの製造方法）
本発明の１つの実施形態による多孔質ポリウレタン研磨パッドの製造方法は、ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤、反応速度制御剤、およびシリコーン系界面活性剤を混合して、孔を形成しながら混合物を成形する際に、不活性ガスを吹き込む工程を含み、上記ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、１〜３重量部の配合量で、上記固相発泡剤を使用し、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが１８〜２８μｍまたは５０〜６５μｍである。
【００５１】
特定の実施形態によれば、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズは１８μｍ〜２８μｍの範囲にあり、最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計は、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、１０％〜３０％である。
【００５２】
別の特定の実施形態によれば、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが５０〜６５μｍであり、最大ピークの孔サイズより小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、最大ピークの孔サイズより５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計より大きく、最大ピークの孔サイズより小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計と、最大ピークの孔サイズより５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計との差が、全孔の断面積の合計１００％に基づいて、５０〜９５％である。
【００５３】
ウレタン系プレポリマー
ウレタン系プレポリマーは、上記のようにイソシアネート化合物とポリオールとを反応させることにより製造してもよい。イソシアネート化合物およびポリオールの具体的な種類は、研磨パッドに関して先に例示した通りである。
【００５４】
上記ウレタン系プレポリマーは、５００ｇ／モル〜３，０００ｇ／モルの重量平均分子量を有してもよい。具体的には、上記ウレタン系プレポリマーは、６００ｇ／モル〜２，０００ｇ／モルまたは８００ｇ／モル〜１，０００ｇ／モルの重量平均分子量（Ｍｗ）を有してもよい。
【００５５】
１つの例として、ウレタン系プレポリマーは、イソシアネート化合物としてのトルエンジイソシアネートおよびポリオールとしてのポリテトラメチレンエーテルグリコールから重合させた５００ｇ／モル〜３，０００ｇ／モルの重量平均分子量（Ｍｗ）を有するポリマーであってもよい。
【００５６】
硬化剤
硬化剤は、アミン化合物およびアルコール化合物の少なくとも一方であってもよい。具体的には、芳香族アミン、脂肪族アミン、芳香族アルコール、および脂肪族アルコールからなる群から選択される少なくとも１つの化合物を含んでもよい。
【００５７】
例えば、硬化剤は、４，４’‐メチレンビス（２‐クロロアニリン）（ＭＯＣＡ）、ジエチルトルエンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホン、ｍ‐キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ポリプロピレンジアミン、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン、およびビス（４‐アミノ‐３‐クロロフェニル）メタンからなる群から選択される少なくとも１つであってもよい。
【００５８】
固相発泡剤
固相発泡剤は、熱膨張した（即ち、サイズ制御された）マイクロカプセルであり、５μｍ〜２００μｍの平均孔サイズを有するマイクロバルーンの構造であってもよい。熱膨張した（即ち、サイズ制御された）マイクロカプセルは、熱膨張性マイクロカプセルを熱膨張させることによって得てもよい。
【００５９】
熱膨張性マイクロカプセルは、熱可塑性樹脂を含むシェルと、上記シェルの内部にカプセル化された発泡剤とを含む。熱可塑性樹脂は、塩化ビニリデン系共重合体、アクリロニトリル系共重合体、メタクリロニトリル系共重合体、およびアクリル系共重合体からなる群から選択される少なくとも１つを用いることができる。また、上記内部に封入される発泡剤は、炭素原子１〜７個を有する炭化水素からなる群から選択される少なくとも１つであってもよい。具体的には、上記内部に封入される発泡剤は、エタン、エチレン、プロパン、プロペン、ｎ‐ブタン、イソブタン、ブテン、イソブテン、ｎ‐ペンタン、イソペンタン、ネオペンタン、ｎ‐ヘキサン、ヘプタン、石油エーテル等の低分子量炭化水素；トリクロロフルオロメタン（ＣＣｌ３Ｆ）、ジクロロジフルオロメタン（ＣＣｌ２Ｆ２）、クロロトリフルオロメタン（ＣＣｌＦ３）、テトラフルオロエチレン（ＣＣｌＦ２‐ＣＣｌＦ２）などのクロロフルオロ炭化水素；並びにテトラメチルシラン、トリメチルエチルシラン、トリメチルイソプロピルシラン、トリメチル‐ｎ‐プロピルシランなどのテトラアルキルシランから成る群から選択されてもよい。
【００６０】
固相発泡剤は、ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、１重量部〜３重量部の量で使用してもよい。具体的には、固相発泡剤は、ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、１．３重量部〜２．７重量部、１．３重量部〜２．６重量部、または１．５重量部〜３重量部の量で使用してもよい。
【００６１】
反応速度制御剤
反応速度制御剤は、３級アミン系化合物および有機金属化合物からなる群から選択される少なくとも１つの反応促進剤であってもよい。具体的には、上記反応促進剤は、トリエチレンジアミン（ＴＥＤＡ）、ジメチルエタノールアミン（ＤＭＥＡ）、テトラメチルブタンジアミン（ＴＭＢＤＡ）、２‐メチル‐トリエチレンジアミン、ジメチルシクロヘキシルアミン（ＤＭＣＨＡ）トリエチルアミン（ＴＥＡ）、トリイソプロパノールアミン（ＴＩＰＡ）、１，４‐ジアザビシクロ（２，２，２）オクタン、ビス（２‐メチルアミノエチル）エーテル、トリメチルアミノエチルエタノールアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ”，Ｎ”‐ペンタメチルジエチレントリアミン、ジメチルアミノエチルアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、ベンジルジメチルアミン、Ｎ‐エチルモルホリン、Ｎ、Ｎ‐ジメチルアミノエチルモルホリン、Ｎ、Ｎ‐ジメチルシクロヘキシルアミン、２‐メチル‐２‐アザノルボルナン、ジブチル錫ジラウレート、第一錫オクトアート、ジブチル錫ジアセテート、ジオクチル錫ジアセテート、ジブチル錫マレエート、ジブチル錫ジ‐２‐エチルヘキサノエート、およびジブチル錫ジメルカプチドから成る群から選択される少なくとも１つを含んでもよい。具体的には、上記反応速度制御剤は、ベンジルジメチルアミン、Ｎ，Ｎ‐ジメチルシクロヘキシルアミン、およびトリエチルアミンからなる群から選択される少なくとも１つを含んでもよい。
【００６２】
反応速度調節剤を、ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、０．０５重量部〜２重量部の量で使用してもよい。具体的には、反応速度調整剤を、上記ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、０．０５重量部〜１．８重量部、０．０５重量部〜１．７重量部、０．０５重量部〜１．６重量部、０．１重量部〜１．５重量部、０．１重量部〜０．３重量部、０．２重量部〜１．８重量部、０．２重量部〜１．７重量部、０．２重量部〜１．６重量部、０．２重量部〜１．５重量部、または０．５重量部〜１重量部の量で使用してもよい。反応速度制御剤を上記範囲内の量で使用すると、混合物（即ち、ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤、反応速度調節剤、およびシリコーン系界面活性剤）の反応速度（即ち、固化時間））が適切に制御され、所望の大きさの孔を有する研磨パッドを製造することができる。
【００６３】
シリコーン系界面活性剤
シリコーン系界面活性剤は、形成される孔が互いに重なり合い、および合体するのを防止するように作用することができる。
【００６４】
シリコーン系界面活性剤を、ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、０．２重量部〜２重量部の量で使用してもよい。具体的には、上記界面活性剤を、ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、０．２重量部〜１．９重量部、０．２重量部〜１．８重量部、０．２重量部〜１．７重量部、０．２重量部〜１．６重量部、０．２重量部〜１．５重量部、または０．５重量部〜１．５重量部の量で使用してもよい。シリコーン系界面活性剤の量が上記範囲内であると、気相発泡剤から誘導される孔を型内で安定して形成および保持することができる。
【００６５】
不活性ガス
不活性ガスは、ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤、反応速度調節剤、およびシリコーン系界面活性剤を混合および反応させて、それによって研磨パッド中に孔を形成する際に供給される。不活性ガスの種類は、上記プレポリマーと硬化剤との反応に関与しないガスであれば特に限定されない。不活性ガスとしては、例えば、窒素ガス（Ｎ２）、アルゴンガス（Ａｒ）、およびヘリウム（Ｈｅ）から成る群から選択される少なくとも１つであってもよい。具体的には、不活性ガスは、窒素ガス（Ｎ２）またはアルゴンガス（Ａｒ）であってもよい。
【００６６】
不活性ガスは、ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤、反応速度調節剤、およびシリコーン系界面活性剤の合計量に対して、１５％〜３０％の量で供給してもよい。具体的には、不活性ガスを、ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤、反応速度制御剤、およびシリコーン系界面活性剤の合計量に対して、２０〜３０％の量で供給してもよい。
【００６７】
１つの例として、ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤、反応速度調節剤、シリコーン系界面活性剤および不活性ガスを実質的に同時に混合工程に投入してもよい。
【００６８】
別の例としては、ウレタン系プレポリマー、固相発泡剤、およびシリコーン系界面活性剤を予め混合しておき、その後、硬化剤、反応速度調整剤、および不活性ガスを導入してもよい。即ち、反応速度調整剤を、ウレタン系プレポリマーまたは硬化剤と予め混合しない。
【００６９】
反応速度調整剤をウレタン系プレポリマー、硬化剤等と予め混合する場合、反応速度を制御することが困難となる可能性がある。特に、イソシアネート末端基を有する上記プレポリマーの安定性を著しく損なう可能性がある。
【００７０】
混合により、ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤の反応を開始させ、固相発泡剤および不活性ガスを原材料中に均一に分散させる。このような場合には、反応速度を制御するために、反応開始時からウレタン系プレポリマーおよび硬化剤の反応において反応速度制御剤を介在させてもよい。具体的には、上記混合は、１，０００ｒｐｍ〜１０，０００ｒｐｍまたは４，０００ｒｐｍ〜７，０００ｒｐｍの速度で行ってもよい。上記速度範囲内では、原材料中に不活性ガスおよび固相発泡剤を均一に分散させることがより有利である。
【００７１】
ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤を、各分子中の反応性基のモル数に対して、１：０．８〜１：１．２のモル当量比、または１：０．９〜１：１．１のモル当量比で混合してもよい。ここで、「各分子中の反応性基のモル数」とは、例えば、ウレタン系プレポリマー中のイソシアネート基のモル数および硬化剤中の反応性基（例えば、アミン基、アルコール基など）のモル数を意味する。従って、ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤を前述のモル当量比を満足する単位時間当たりの量で供給するように供給速度を制御することにより、ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤を混合工程中に一定速度で供給してもよい。
【００７２】
反応および孔の形成
ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤は、それらの混合により互いと反応して、シート状などに成形される、固体ポリウレタンを形成する。具体的には、ウレタン系プレポリマー中のイソシアネート末端基は、硬化剤中のアミン基、アルコール基などと反応することができる。この場合、ウレタン系プレポリマーと硬化剤との反応に関与することなく、不活性ガスおよび固相発泡剤を原材料中に均一に分散して孔を形成する。
【００７３】
また、反応速度制御剤は、ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤の反応を促進または遅延させることにより、孔サイズを調節する。例えば、反応速度制御剤が反応を遅延させる反応遅延剤である場合、原材料中に微細に分散された不活性ガスが互いと組み合わせられる時間を延長し、平均孔サイズを大きくすることができる。これに対して、反応速度制御剤が反応を促進させる反応促進剤である場合には、原材料中に微細に分散された不活性ガスが互いと組み合わせられる時間が短縮され、平均孔サイズを低減することができる。
【００７４】
成形
成形は金型を用いて行われる。具体的には、混合ヘッドなどによって十分に撹拌された原材料（即ち、ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤、反応速度調整剤、シリコーン系界面活性剤および不活性ガスを含む混合物）を、金型内に注入して内部を充填してもよい。ウレタン系プレポリマーおよび硬化剤の反応が金型内で完了し、それによって金型の形状に適合する固化したケーキ状の成形体を製造する。
【００７５】
その後、このようにして得られた成形体を、研磨パッド製造用シートに適宜スライスまたは切断してもよい。１つの例として、最終的に製造される研磨パッドの厚さの５〜５０倍の高さを有する金型内で成形体を作製し、次いで、これを同じ厚さにスライスして複数の研磨パッド用シートを一度に製造する。このような場合には、十分な固化時間を確保するために、反応速度制御剤として反応遅延剤を使用してもよい。従って、研磨パッド用シートを製造するために、金型の高さは、最終的に製造される研磨パッドの厚さの約５〜約５０倍であってもよい。しかしながら、スライスされたシートは、金型内の成形位置に依存して異なる大きさの孔を有していてもよい。即ち、金型の下部位置で成形されたシートは微細な孔を有するのに対して、金型の上部位置で成形されたシートは、下部位置で形成されたシートよりも大きな孔を有する。
【００７６】
従って、シートが均一な大きさの孔を有するためには、１回の成形で１枚のシートを製造することができる成形型を使用することが好ましい。この目的のために、金型の高さは、最終的に製造される多孔質ポリウレタン研磨パッドの厚さと大きく異なることはない。例えば、最終的に製造される多孔質ポリウレタン研磨パッドの厚さの１〜３倍の高さを有する金型を用いて成形を行ってもよい。より具体的には、上記金型は、最終的に製造される研磨パッドの厚さの１．１〜２．５倍、または１．２〜２倍の高さを有してもよい。このような場合、より均一な大きさを有する孔を形成するために、反応速度調節剤として反応促進剤を使用してもよい。
【００７７】
その後、上記金型から得られた成形体の上端部および下端部をそれぞれ切り取ってもよい。例えば、成形体の上端部および下端部のそれぞれを、成形体の合計厚さの１／３以下、１／２２〜３／１０、または１／１２〜１／４だけ切り取ってもよい。
【００７８】
具体的な例としては、最終的に製造される多孔質ポリウレタン研磨パッドの厚みの１．２〜２倍の高さを有する金型を用いて成形を行い、成形時に上記金型から得られた成形体の上端部および下端部のそれぞれを、成形体の合計厚さの１／１２〜１／４だけ切り取る更なる工程を次いで行ってもよい。
【００７９】
上記切り取る工程に続いて、上記製造方法は、上記成形体の表面上に溝を加工する工程、下部に接着する工程、検査、包装工程等を更に含んでもよい。これらの工程を、研磨パッドを製造するための従来の方法において実施してもよい。
【００８０】
（別の実施形態の多孔質ポリウレタン研磨パッド）
別の実施形態による多孔質ポリウレタン研磨パッドは、ポリウレタン樹脂および上記ポリウレタン樹脂中に分布された孔を含み、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズが平均孔サイズより小さく、最大ピークの孔サイズが１８〜２８μｍであり、平均孔サイズが２４〜３６μｍであり、最大ピークの孔サイズより１５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、最大ピークの孔サイズより１０μｍ以上１５μｍ未満大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計よりも大きい。
【００８１】
上記孔は、ポリウレタン樹脂中に分散しているように存在する。具体的には、上記孔は、固相発泡剤として用いられる熱膨張したマイクロカプセルから誘導されてもよいし、不活性ガスから形成されてもよい。
【００８２】
図３ａを参照すると、多孔質ポリウレタン研磨パッドにおける孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズは平均孔サイズより小さく、最大ピークの孔サイズより１５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、最大ピークの孔サイズより１０μｍ以上１５μｍ未満大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計よりも大きい。具体的には、最大ピークの孔サイズより１５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計および最大ピークの孔サイズより１０μｍ以上１５μｍ未満大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計の差は、１％〜１０％または５％〜９％である。
【００８３】
例えば、最大ピークの孔サイズは１８μｍ〜２８μｍであってもよく、平均孔サイズは２４μｍ〜３６μｍであってもよい。具体的には、最大ピークの孔サイズは、平均孔サイズより１μｍ〜１０μｍ小さくてもよい。より具体的には、最大ピークの孔サイズは、平均孔サイズよりも５μｍ〜１０μｍまたは５μｍ〜８μｍ小さくてもよい。
【００８４】
多孔質ポリウレタン研磨パッドは、上記研磨パッドの合計断面積の１００％に基づいて、３０％〜７０％、または３０％〜６０％の面積比で孔を含んでもよい。
【００８５】
孔は、固相発泡剤によって形成される第１の孔と、気相発泡剤によって形成される第２の孔とを含んでもよい。具体的には、第２の孔は、最大ピークの孔サイズよりも１５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔および最大ピークの孔サイズよりも小さな孔サイズを有する孔を含んでもよい。
【００８６】
多孔質ポリウレタン研磨パッドの密度および物理的特性は、イソシアネートおよびポリオールの反応によって重合されたウレタン系プレポリマーの分子構造によって制御することができる。具体的には、上記多孔質ポリウレタン研磨パッドは、３０ショアＤ〜８０ショアＤの硬度を有してもよい。より具体的には、上記多孔質ポリウレタン研磨パッドは、４０ショアＤ〜７０ショアＤの硬度を有してもよい。
【００８７】
具体的には、上記多孔質ポリウレタン研磨パッドは、０．６ｇ／ｃｍ３〜０．９ｇ／ｃｍ３の比重を有してもよい。より具体的には、上記多孔質ポリウレタン研磨パッドは、０．７ｇ／ｃｍ３〜０．８５ｇ／ｃｍ３の比重を有してもよい。
【００８８】
具体的には、上記多孔質ポリウレタン研磨パッドは、１０ｋｇｆ／ｃｍ２〜１００ｋｇｆ／ｃｍ２の引張強さを有してもよい。より具体的には、上記孔性ポリウレタン研磨パッドは、１５ｋｇｆ／ｃｍ２〜７０ｋｇｆ／ｃｍ２の引張強さを有してもよい。
【００８９】
具体的には、上記多孔質ポリウレタン研磨パッドは、３０％〜３００％の伸びを有してもよい。より具体的には、上記多孔質ポリウレタン研磨パッドは、５０％〜２００％の伸びを有してもよい。
【００９０】
上記多孔質ポリウレタン研磨パッドは、タングステンの研磨速度が１である時に、０．８〜０．９９の酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）の研磨速度を有してもよい。具体的には、上記多孔質ポリウレタン研磨パッドは、タングステンの研磨速度が１である時に、０．８２〜０．９８の酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）の研磨速度を有してもよい。より具体的には、上記多孔質ポリウレタン研磨パッドは、８５０Å／分〜１５００Å／分、８６０Å／分〜１３００Å／分、または９００Å／分〜１，３００Å／分の酸化ケイ素の研磨速度を有してもよい。
【００９１】
多孔質ポリウレタン研磨パッドの製造方法は、ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤、反応速度制御剤、およびシリコーン系界面活性剤を混合して、孔を形成しながら混合物を成形する際に、不活性ガスを吹き込む工程を含み、上記ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、１〜３重量部の配合量で、上記固相発泡剤を使用し、最大ピークの孔サイズが平均孔サイズより小さく、最大ピークの孔サイズが１８〜２８μｍであり、平均孔サイズが２４μｍ〜３６μｍであり、最大ピークの孔サイズより１５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計が、最大ピークの孔サイズより１０μｍ以上１５μｍ未満大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計よりも大きい。
【００９２】
固相発泡剤は、ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、１重量部〜３重量部の量で使用してもよい。具体的には、上記固相発泡剤は、ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、１．３重量部〜２．７重量部、または１．３重量部〜２．６重量部の量で使用してもよい。
【００９３】
反応速度調節剤は、ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、０．２重量部〜２重量部の量で使用してもよい。具体的には、上記反応速度調整剤は、ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、０．２重量部〜１．８重量部、０．２重量部〜１．７重量部、０．２重量部〜１．６重量部、または０．２重量部１．５重量部の量で使用してもよい。上記反応速度制御剤を上記範囲内の量で使用すると、混合物（即ち、ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤、反応速度調節剤、およびシリコーン系界面活性剤）の反応速度（即ち、固化時間））が適切に制御され、所望の大きさの孔を有する研磨パッドを製造することができる。
【００９４】
シリコーン系界面活性剤は、ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、０．２重量部〜２重量部の量で使用してもよい。具体的には、上記界面活性剤を、ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、０．２重量部〜１．９重量部、０．２重量部〜１．８重量部、０．２重量部〜１．７重量部、０．２重量部〜１．６重量部、または０．２重量部〜１．５重量部の量で使用してもよい。上記シリコーン系界面活性剤の量が上記範囲内であると、気相発泡剤から誘導される孔を型内で安定して形成および保持することができる。
【実施例】
【００９５】
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。但し、これらの実施例は本発明を例示するためのものであって、本発明の範囲をこれに限定するものではない。
【００９６】
（実施例１：多孔質ポリウレタン研磨パッドの作製）
１−１：装置の構成
ウレタン系プレポリマー、硬化剤、不活性ガスおよび反応速度調整剤用の供給ラインを備えた注型機において、未反応ＮＣＯ含有量が９．１重量％であるＰＵＧＬ‐５５０Ｄ（ＳＫＣ）をプレポリマータンクに充填し、ビス（４‐アミノ‐３‐クロロフェニル）メタン（Ｉｓｈｉｈａｒａ）を硬化剤タンクに充填した。不活性ガスとしての窒素（Ｎ２）および反応速度制御剤としての反応促進剤（三級アミン化合物、メーカー：Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ、製品名：Ａ１）を準備した。更に、ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、２重量部の固相発泡剤（メーカー：ＡｋｚｏＮｏｂｅｌ、製品名：Ｅｘｐａｎｃｅｌ ４６１ ＤＥＴ ２０ ｄ４０、平均粒径２０μｍ）および１重量部のシリコーン系界面活性剤（メーカー：Ｅｖｏｎｉｋ、製品名：Ｂ８４６２）を予め混合し、次いでプレポリマータンクに充填した。
【００９７】
１−２：研磨パッドの作製
ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤、反応速度制御剤、不活性ガスを、それぞれの供給ラインによって混合ヘッドに一定速度で供給しながら撹拌した。その際、硬化剤中の反応性基に対するウレタン系プレポリマー中のＮＣＯ基のモル当量比を１：１に調整し、全供給量を１０ｋｇ／分の速度に維持した。また、不活性ガスを、ウレタン系プレポリマー、硬化剤、固相発泡剤、反応速度制御剤、シリコーン系界面活性剤の合計体積に対して、２５％の体積で連続的に供給した。反応速度調節剤を、ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、０．１重量部の量で供給した。
【００９８】
混合した原材料を金型（幅１，０００ｍｍ、長さ１，０００ｍｍ、高さ３ｍｍ）に注入し、固化してシートを得た。その後、多孔質ポリウレタン層の表面をグラインダーで研削し、次いでチップを用いて溝を入れ、そして多孔質ポリウレタンは２ｍｍの平均厚さを有した。
【００９９】
ホットメルトフィルム（メーカー：ＳＫＣ、製品名：ＴＦ‐００）を用いて、多孔質ポリウレタンおよび基材層（平均厚さ１．１ｍｍ）を１２０℃で熱接着させて研磨パッドを作製した。
【０１００】
（実施例２：多孔質ポリウレタン研磨パッドの作製）
工程１‐２の反応速度調整剤の供給量を、ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、０．５重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして研磨パッドを作製した。
【０１０１】
（実施例３：多孔質ポリウレタン研磨パッドの作製）
工程１‐２の反応速度調整剤の供給量を、ウレタン系プレポリマー１００重量部に対して、１重量部に変更した以外は、実施例１と同様にして研磨パッドを作製した。
【０１０２】
試験方法
実施例１〜３で作製した研磨パッドの特性を、以下の条件および方法に従って測定した。その結果を表１〜４および図１ａ〜図３ｂに示す。
【０１０３】
（１）硬度
ショアＤ硬度を測定した。上記研磨パッドを２ｃｍ×２ｃｍの大きさ（厚さ２ｍｍ）に切断し、次いで温度２３℃、３０℃、５０℃、および７０℃並びに５０±５％の湿度の条件下で１６時間静置した。その後、硬度計（Ｄ型硬度計）を用いて研磨パッドの硬度を測定した。
【０１０４】
（２）比重
上記研磨パッドを４ｃｍ×８．５ｃｍ（厚さ２ｍｍ）の長方形に切断し、次いで温度２３±２℃、湿度５０±５％の条件下で１６時間静置した。比重計を用いて研磨パッドの比重を測定した。
【０１０５】
（３）平均孔サイズおよび孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布
上記研磨パッドを２ｃｍ×２ｃｍ（厚さ２ｍｍ）の正方形に切断し、１００倍の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。画像解析ソフトウェアを用いて画像を取得し、全孔サイズを上記画像から測定し、それから平均孔サイズ、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布、および孔面積の比を得た。
【０１０６】
孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布を、図１ａ、図２ａ、および図３ａに示した。ＳＥＭ画像を図１ｂ、図２ｂ、および図３ｂに示した。
【０１０７】
このような場合、ＳＥＭ画像から得られた孔を１μｍ単位に分類することにより、孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布を作成した。例えば、図１ａの孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図では、孔サイズが１０〜１１μｍより大きい孔サイズを有する孔を孔サイズ１１μｍを有する孔に分類し、孔サイズが１１〜１２μｍより大きい孔サイズを有する孔を孔サイズ１２μｍを有する孔に分類し、孔サイズが１２〜１３μｍより大きい孔サイズを有する孔を孔サイズ１３μｍを有する孔に分類した。１４μｍ、１５μｍ、１６μｍ、１７μｍなどの孔サイズを有する孔も、同様に分類した。
【０１０８】
また、平均孔サイズを、上記式１で定義した面積加重平均孔サイズとして算出した。
【０１０９】
更に、孔面積の比を、研磨パッドの断面積１００％に基づいて、断面内に観察された全孔の面積の比として算出した。
【０１１０】
（４）引張強さ
万能試験機（ＵＴＭ）を用いて５００ｍｍ／分の速度で上記研磨パッドを試験しながら、破断直前の極限強さを測定した。
【０１１１】
（５）伸び
引張強さと同じ測定方法を用いた。破断直前の最大変形量を測定し、初期長さに対する最大変形量の比を百分率（％）で表した。
【０１１２】
（６）弾性率
引張強さと同じ測定方法を用いた。初期弾性領域における歪み‐応力曲線の傾きを計算した。
【０１１３】
（７）表面粗さ（Ｒａ）
上記研磨パッドの２．５ｍｍ×１．９ｍｍの領域の表面粗さを、３Ｄスコープを用いて測定し、表面粗さ（Ｒａ）をＩＳＯ２５１７８‐２：２０１２の粗さ規格に従って計算した。
【０１１４】
（８）タングステンおよび酸化ケイ素の研磨速度
ＣＭＰ研磨装置に、ＣＶＤ法により形成したタングステン（Ｗ）層を有する３００ｍｍのサイズを有するシリコンウェハをセットした。シリコンウェハのタングステン層を下に向けながら、シリコンウェハをプラテン上に搭載した研磨パッド上にセットした。その後、プラテンを１１５ｒｐｍの速度で３０秒間回転させ、研磨パッド上にタングステンスラリーを１９０ｍＬ／分の速度で供給しながら、タングステン層を２．８ｐｓｉの研磨荷重下で研磨した。研磨終了時に、シリコンウェハをキャリアから取り外し、スピンドライヤに取り付け、純水（ＤＩＷ）で洗浄し、次いで１５秒間風乾した。接触式シート抵抗測定装置（４点プローブ付）を用いて、研磨前後の乾燥シリコンウェハの層厚を測定した。次いで、以下の式２を用いて研磨速度を算出した。
【０１１５】
［式２］
研磨速度（Å／分）＝研磨前後の厚さの差（Å）／研磨時間（分）
【０１１６】
また、同じ装置に、タングステン層を有するシリコンウェハの代わりに、ＴＥＯＳプラズマＣＶＤ法によって形成された酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）層を有する３００ｍｍのサイズを有するシリコンウェハを使用した。次に、シリコンウェハの酸化ケイ素層を下に向けながら、プラテン上に搭載した研磨パッド上に上記シリコンウェハをセットした。その後、プラテンを１１５ｒｐｍの速度で６０秒間回転させ、研磨パッド上に焼成したシリカスラリーを１９０ｍＬ／分の速度で供給しながら、酸化ケイ素層を１．４ｐｓｉの研磨荷重下で研磨した。研磨終了時に、シリコンウェハをキャリアから取り外し、スピンドライヤに取り付け、純水（ＤＩＷ）で洗浄し、次いで１５秒間風乾した。研磨前後の乾燥したシリコンウェハの膜厚差を、分光反射率計型厚さ測定器（メーカー：Ｋｙｅｎｃｅ、型式：ＳＩ‐Ｆ８０Ｒ）を用いて測定した。次いで、上記式２を用いて研磨速度を算出した。
【０１１７】
【表１】
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【０１１８】
【表２】
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【０１１９】
【表３】
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【０１２０】
【表４】
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【０１２１】
図１ａ並びに表１および表２に示すように、実施例１の研磨パッドの孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズは５９μｍであり、最大ピークの孔サイズは平均孔サイズより大きかった。また、孔の断面積の合計を１００％とした時に、最大ピークの孔サイズより小さい孔サイズを有する孔の断面積の合計は８２．８％であり、最大ピークの孔サイズより５μｍ大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計は８．４％であった。更に、表１に示すように、実施例１の研磨パッドは、タングステンの研磨速度が１である時に、０．７９２の酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）の研磨速度を有した。
【０１２２】
図２ａ並びに表１および表３に示すように、実施例２の研磨パッドの孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズは２６μｍであり、最大ピークの孔サイズは平均孔サイズより大きかった。また、孔の断面積の合計を１００％とした時に、最大ピークの孔サイズより２０μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計は１７％であった。更に、表１に示すように、実施例２の研磨パッドは、タングステンの研磨速度が１である時に、０．７９５の酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）の研磨速度を有した。
【０１２３】
図３ａ並びに表１および表４に示すように、実施例３の研磨パッドの孔サイズに対する孔の断面積の合計の分布図において、最大ピークの孔サイズは２３μｍであり、最大ピークの孔サイズは平均孔サイズより小さかった。また、孔の断面積の合計を１００％とした時に、最大ピークの孔サイズより１５μｍ以上大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計は１４．８％であり、最大ピークの孔サイズより１０μｍ〜１５μｍ未満大きい孔サイズを有する孔の断面積の合計は７．３％であった。更に、表１に示すように、実施例３の研磨パッドは、タングステンの研磨速度が１である時に、０．９３の酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）を有した。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【国際調査報告】
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